Cuidados a ter na construção das grandes pontes de betão armado

21 Pages·2017·21.81 MB·Portuguese

by  Cardoso, Edgar

Cuidados a ter na construção das grandes
pontes de betão armado
Autor(en): Cardoso, Edgar
Objekttyp: Article
Zeitschrift: IABSE congress report = Rapport du congrès AIPC = IVBH
Kongressbericht
Band (Jahr): 5 (1956)
PDF erstellt am: 10.01.2023
Persistenter Link: http://doi.org/10.5169/seals-6024
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VI«2
Cuidados a ter na construgäo das grandes pontes
de betäo armado
Precautions ä prendre au cours de l'execution des ponte
en beton arme de grandes dimensions
Practice of large reinforced concrete bridge construction
Die Berechnung von grossen Brücken in Eisenbeton
EDGAR CARDOSO
Prof. do I. S. T.
Lisboa
1 -INTRODUCÄO
Dum modo geral o engenheiro projectista, quer demasiado influen-
ciado -pelas operagöes analiticas ou por processos especiais de calculo,
quer pela sua pouca experiencia da construgäo, dimensiona as obras que
concebe sem ter em conta alguns dos importantes esforgos que se geram
durante as diferentes fases de execugäo, como se elas fossem por magia
construidas de um jacto e so entrassem em funcionamento depois de
completamente prontas e descimbradas.
Por outro lado, o empreiteiro, por justificados motivos de interesse
material, tem a natural tendencia de levar ävante da forma mais economica
a construgäo que lhe foi adjudicada sem se importar com as hipoteses
de que o autor do projecto se serviu para base dos seus estudos, para
ele ate a maior parte das vezes desconhecidas.
Evidentemente que näo deverä ser assim.
Logo apös algumas horas da primeira betonagem o betäo ganha
forma pröpria e comega a ser solicitado. Todos os engenheiros o reconhe-
cem e desde os bancos da escola tecnica onde se diplomaram ouviram as
razöes pelas quais e necessärio verificar a estabilidade das construgöes
ä medida que estas se väo desenvolvendo, a que näo e estranho a variävel
tempo, pois säo, de resto, os pröprios regulamentos a exigi-lo.
Todos os constructores sabem tambem que uma betonagem que näo
siga um piano devidamente estudado, que um cavalete mais deformävel
ou uma interrupgäo dos trabalhos säo a causa de uma, por vezes completa,
alteragäo das tensöes calculadas.
*970 VIa2. EDGAR CAPvDOSO
Ora, se tais factos, de uns e outros conhecidos, näo tem impontancia
na maioria das obras correntes, o mesmo näo se poderä dizer das
construgöes de grande volume em que, por exemplo, as cargas permanentes
provocam estados de tensäo bem superiores aos das sobrecargas de servico
ou em que los esforgos da retracgäo diferöjicial chegam a p^ovocar a
pröpria rotura do material.
Assim, se uma viga continua for betonada dos apoios para o meio
dos väos poderä acontecer que ä medida que a betonagem vai progredindo,
va o cavalete por seu turno sofrendo deformagöes que levem o betäo
ja endurecido a absorver uma grande parte das cargas que realmente
competiram ä obra provisöria de apoio. Resultarä um maior valor para
os momentos flectores nos apoios e uma acentuada redugäo nos väos
relativamente aos que corresponderiam ao calculo da viga continua ideal.
Uma outra ordern de betonagem poderä certamente originär alteragöes
em sentido inverso.
Um pilar de grande largura com a betonagem interrompida por algum
tempo em certa junta estarä sem düvida predisposto a fissurar no betäo
mais jovem, perpendicularmente ä Junta, dado que este pontrairä, por
efeito de presa, enquanto que o que lhe serviu de apoio ja havia contraido
na sua maior parte.
Estas consideragöes säo suficientes para so por si justificarem o
maior cuidado na elaboragäo do projecto das grandes obras de betäo
armado e das di&posigöes que devem ser adoptadas na construgäo para
que exista perfeita correspondencia entre a concepgäo analitica e a
materializagäo dos cälculos. E destes problemas que vamos tentar dar
uma ideia atraves de casos concretes e de que somos responsäveis, total
ou parcialmente, pelos defeitos a seguir assinalados.
2- BETONAGEM E O FUNCIONAMENTO PREMATURO DA CONSTRUgÄO OU
DOS SEUS ELEMENTOS CONSTITUTIVOS
Um elemento estrutural de grandes dimensöes näo pode ser betonado
duma so vez e instantaneamente. Ha pois que fraccionär-lo, mesmo na
hipötese de betonagem continua.
No caso particular das pontes— mais geralmente o arco e o tabuleiro
vigado — duas tecnicas principais podem ser usadas:
betonagem por camadas sobrepostas;
betonagem a toda a altura dos elementos resistentes e em fracgöes
do comprimento.
Ainda outro caso se apresenta: o das estruturas formadas pela
associagäo de värios elementos que näo podem ser executados simul-
taneamente.
2.1 — Betonagem por camadas
Neste caso, de betonagem por camadas sobrepostas, e necessärio
garantir que as camadas ja endureeidas näo entrem em funcionamento
CUIDADOS A TER NAS PONTES DE BETAO ARMADO 971
prematuro, serä dificil de conseguir melhor ainda,
o que ou, que possam
resistir eficazmente aos esforgos gerados.
0 arco (ou aböboda) executado por camadas sobrepostas (Fig. 1-a)
terä que receber as sucessivas camadas sem que as anteriores sejam
fechadas Executando primeiramente intradorso, depois alma final-
o a e
mente o extradorso, mesmo «corrigido» o arco, de forma alguma poderä
trabalhar como um ünico monolito resistente para o seu proprio peso
como se ele fosse de material homogeneo e so entrasse em funcionamento
depois de completamente executado. Mesmo que näo existisse contracgäo
in
a)
c)
b)
Fig. 1. Esquema dum arco betonado por camadas
diferencial ter-se-ia de admitir primeira camada estivesse ja soli-
que a
citada por parte do seu proprio peso e da segunda camada e que estas
duas suportariam, em parte, a terceira camada, em condigöes extremamente
dificeis de precisar.
E, se o cimbre tem apoios suficientemente espagados haverä que
garantir que entre esses apoios ss' (Fig. 1-a) a deformagäo da cambota
näo provoque, nas debeis camadas endurecidas, flexöes exageradas pela
actuagäo do seu proprio peso e em particular pelo peso do betäo fresco.
De facto, se fecharmos as juntas i, II, III... antes de langarmos o
betäo da 2." camada ao executar-se esta passarä a primeira a ser solicitada
pois e de admitir que o cimbre por ser mais deformävel absorva apenas
uma pequena fracgäo da carga do 2.° anel. Por melhor que se pense
corrigir os esforgos do arco, dado que a correcgäo näo poderä provocar
o deslisamento das camadas, hä-de fatalmente haver fortes tensöes no
intradorso em beneficio do extradorso, resultando o imperfeito funcionamento
da estrutura. Mas se näo executarmos asi juntas I, II, iii... entäo,
näo existindo o impulso parcial N e N' (Fig. 1-b) podö dar-se o caso do
ses'
trogo entre escoras trabalhar ä flexäo sob a acgäo do peso p da
camada 2, a ponto de romper por näo possuir armaduras adequadas.
Ao fugir-se dum perigo poder-se-ä cair, portanto, num perigo maior.
972 VIa2.
EDGAR CARDOSO
Seja agora o caso duma viga continua (Fig. 2).
Ao betonar-se a camada 3 sobre as camadas ja endurecidas 1 e 2
estaremos a colocar cargas sobre uma viga resistente que evidentemente
so transmitirä os seus efeitos ao cavalete depois de partir, dado que
uma viga de grande altura tem deformagöes despreziveis relativamente
FRACTURA DO BETÄO
4
H
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Fig. 2. Viga continua betonada por camadas
ao cavalete. A meio dos väos natural e que a viga resista por existirem
armaduras suficientes mas nos apoios so näo se darä a rotura se nas
camadas 1 e 2 existirem fortes armaduras de tracgäo, o que nem sempre
e previsto por quem projecta. Uma destas fendas foi notada na
assim estabelecida no primeiro apoio da ponte do Vale da Ursa,
betonagem
ponte que se representa na Fig. 3. Verificada a deficiencia do projecto
no que se refere ä distribuigäo das armaduras de tracgäo nas zonas sobre
os apoios e alterado o piano de betonagem de modo a que as camadas
de betäo envolvessem sempre pelo menos uma fiada de armaduras
deixarem de aparecer fendas em todos os outros apoios.
«»»•äsBiBSljJSäBi
Fig. Z. Ponte do Vale da Ursa na albufeira de Castclo de Bode
973
CUIDADOS A TER NAS PONTES DE BETAO ARMADO
2.2 — Betonagem a toda a altura dos elementos resistentes
Tambem quando utiliza esta tecnica de betonagem näo säo de
se
desprezar os esforgos gerados durante a construgäo. Assim, no caso dum
arco, as grandes aduelas, devido aos movimentos do cimbre, funcionam
POSSIVEIS FENDAS
COMPONENTES NORMAIS
DOS PESOS UNITARI0S
DA ADUELAJ
Fig. 4. Esquema
duma aduela dum
arco betonado a toda
a altura das seccöes
ESCORAS DO CIMBRE REACCA0 DO CIMBRE
ä flexäo pelo facto da distribuigäo das reacgöes do cimbre näo corres-
ponder ponto por ponto ao peso da aduela. E pois possivel a existencia
de fendas como se indicam na Fig. 4, que desapareceräo quando o arco
entrar no seu verdadeiro funcionamento. E se o arco e öco (Fig. 5-a)
f
TUE,
I
1
a b)
» 3
1
Fig. 5. Esquema das secgöes dum arco vazado (a) e dum arco
aligeirado (b). Localizacäo das possiveis fendas
ou de secgäo aligeirada em i, (Fig. 5-b), podem ainda gerar-se esforgos
na direcgäo transversal.
Assim, admitindo que a aduela se encontra ja executada, pelo facto
de näo existir impulso que se oponha äs forgas resultantes do peso e da
reacgäo do cimbre, os banzos, em especial o inferior, seräo fortemente
solicitados ä flexäo. Se näo se betona räpidamente toda a aduela ao
<;->
974 VIa2.
EDGAR CARDOSO
executar-se o banzo superior ja o banzo inferior estarä endurecido e entäo
0 peso daquele, transmitindo-se apenas pelas almas ao cimbre produzirä
neste uma reacgäo transversal uniforme ou quase uniforme a que o banzo
de intradorso do arco terä que resistir por flexäo.
Por seu turno o banzo superior, logo a seguir ä desmoldagem, ficarä
solicitado sob a acgäo do seu proprio peso, com a tendencia a romper
f
segundo as linhas indicadas nas
Figs. 5-a e 5-b.
Como verifica pela Fig. 6
se
—pormenor das aduelas do arco
da ponte da Foz do Sousa indicada
na Fig. 7 — a secgäo transversal do
arco e do tipo da Fig. 5-b, apre-
sentando os banzos uma saliencia
de 1,60 m para cada lado da alma.
Para garantir das
a seguranga
aduelas contra tal solicitagäo foi
t"-
pois necessärio prever as armaduras
indicadas.
E descimbramento
se no se
aliviam primeiramente cambotas Fig. 0. Pormenor da seccäo duma aduela
as
admitir do arco da ponte da Foz do Sousa
1 e 3 (Fig. 5-b), seräo de
inferior
esforgos no banzo em sen-
tido inverso obrigando por seu turno
a empregar as armaduras v. Retirando em primeiro lugar a cambota 2,
inferior
sob a alma, maiores tensöes de tracgäo surgiräo na face do
intradorso.
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Fig. 7. Ponte da Foz do Sousa — Conjunto
E pois necessärio que as secgöes da estrutura sejam concebidas para
resistirem näo so ao seu proprio peso mas tambem que o descimbramento
se faoa por forma a näo obrigar a dispendio escusado do material para
absorver com seguranga as tensöes acidentalmente desenvolvidas nas
diferentes fases de execugäo.
975
CUIDADOS A TER NAS PONTES DE BETAO ARMADO
Procedendo com todos estes cuidados — no projecto e na execugäo
(sem falar no funcionamento longitudinal, por mais conheeido) foi a
citada ponte da Foz do Sousa construida sem que se notasse a mais
insignificante fenda.
No caso das vigas continims, com a betonagem por trogos a toda a
altura, o problema tem ainda alta complexidade.
Para que o funcionamento da viga sob a acgäo do seu proprio peso
corresponda exactamente ä hipötese comumente idealizada no projecto
torna-se necessärio que a viga, uma vez terminada, näo esteja ja esforgada
por deformagäo dos cavaletes, condicäo que para ser satisfeita obriga a
admitir que a reacgäo do cavalete seja em cada zona elementar igual ao
peso do volume do betäo sobre essa zona.
Präticamente tal hipötese so se consegue deixando pequenos intervalos
i
Fig. 8 entre os diferentes trogos 1, 2, 3, 4... e desligando as pröprias
armaduras o que evidentemente complica a construgäo.
0 que acontecerä entäo quando näo se deixam esses intervalos e se
näo desligam ou interrompem as armaduras?
Se executarmos a betonagem a partir dos apoios para o meio väo,
sempre para um e outro lado do mesmo pilar, e certo que ä medida que
112 123 tat 145 156 167 W«
¥¦
£
8'
i
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Fig. 8. Viga continua
betonada aduelas
por
a betonagem vai progredindo comegaräo a gerar-se esforgos nas duplas
consolas sobre cada pilar pois que uma parte do peso do betäo informe
serä absorvido pelo atrito e aderencia das juntas de betonagem, pela
continuidade dos moldes e do cavalete e das armaduras, em vez de ser
integral localmente transmitido cavalete.
e ao
Assim, o trogo 3, (Fig. 8), deveria descarregar inteiramente sobre
KK'
a zona mas estando este trogo ligado ä parte restante ja construida
viria
1 e 2, para o cavalete apenas uma fracgäo do peso 3. Prosseguindo
por esta ordern com a betonagem a viga continua passaria a ter momentos
flectores nos apoios considerävelmente maiores do que os correspondentes
ä viga continua teörica.
Deixando fim
para o as zonas 1 e 8, sobre os pilares, dado que os
trogos 2 e 7 tem apoios no cavalete considerävelmente mais rigidos que
976 VIa2. EDGAR CARDOSO
os centrais 3, 4, 5 e 6, resultarä que a viga 2-7, ja resistente, entrarä
em funcionamento de pega simplesmente apoiada antes de existir o betäo
da viga sobre os pilares ou de este betäo estar em condigöes de suportar
esforgos. Nesta hipötese, apareceräo apenas tenues momentos flectores
sobre os apoios.
So pelo piano de betonagem adoptado serä pois possivel prever
com precisäo quai o estado de tensäo com que a viga fica depois de
descimbrada.
Do exposto e atendendo ao facto de ser sempre ou quase sempre
vantajoso reduzir os esforgos nos väos em prejuizo dos apoios deverä
a primeira solugäo ser a adoptada.
Mas e preferivel contar nos cälculos com o momento flector mais
conveniente para o väo e para os apoios e estabelecer rötulas provisörias
permitam estrutura antes de «fechada» seja isostätica. Ao
que que a
«blocar» os trogos que fazem de rötulas a estrutura passarä a hiperestätica
para as solicitagöes ulteriores, ficando contudo com esforgos devidos ä
carga permanente perfeitamente conhecidos e com a melhor distribuigäo.
Citaremos a este respeito dois exemplos.
2. 2. 1 Caso da Ponte de Cohnbra
—
Esta ponte e formada por 5 väos continuos com uma articulagäo
num väo extremo, apoiada em pilares intermedios pendulares e com os
os väos extremos ligados monoliticamente a montantes articulados na base
e constituindo uma superestrutura do tipo pörtico mültiplo.
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4,
Fig. 9. Ponte de Coimbra — fase de construgäo — Superestrutura em
funcionamento isostätico por näo estarem fechados os väos 2.° e 4."
977
CUIDADOS A TER NAS PONTES DE BETAO ARMADO
Para termos a garantia de que a distribuigäo dos esforgos era a
desejada e que näo se introduziam esforgos internos por assentamentos
diferenciais das fundagöes procedeu-se ä betonagem do väo central e
dos väos extremos duma certa parte em consola dos väos 2.° e 4.°
e
ficando estes por fechar durante tempo suficiente para que se produzissem
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Fig. 10. Ponte de Coimbra (Santa Clara), terminada
os assentamentos dos pilares e se comprovasse por ensaios de carga a
indeformabilidade das fundagöes. Chegou-se mesmo a descimbrar
completamente o 1.° väo e a maior parte do 3.° antes de se executarem os
pequenos trogos centrais de fecho dos väos 2.° e 4.°, como se ve na Fig. 9.
A correcgäo dos esforgos pode pois fazer-se pela variagäo do
comprimento
dos trogos em consola, de cargas acidentais colocadas em certas
zonas ou com o auxilio de macacos hidräulicos impulsionando pontaletes
situados nos väos ou nas consolas. Utilizou-se esta ultima tecnica para
corrigir os esforgos com o que se reduziram de cerca de 30 mm as contra-
-flechas das consolas, como convinha.
Tomando estes cuidados, no projecto e na construgäo, foi a ponte
terminada com pleno exito. Assinalamos apenas o facto de näo termos
ligado importäncia devida deslocamentos durante diferentes
a aos as
fases da betonagem do que resultou uma razante poligonal curvilinea
com ängulos nos topos das consolas e que posteriormente teve que ser
corrigido pela pedra de cantaria do focinho da laje dos passeios, correcgäo
que resultou perfeita como se verifica pela Fig. 10.
0 estudo das concordäncias dos trogos a betonar näo pode ser
desprezado para que arquitectönicamente nada haja a dizer ou a corrigir.
E pois a conclusäo que se tira desta ultima nota.